ԱՐԵՎԱՅԻՆ ՎԱՃԱՌՔՆԵՐԻ ՎԵՐԱՇԱՐԿՄԱՆ ՄԱՐՏԱՀՐԱՎԵՐՆԵՐԸ

Առաջիկա տասնամյակում արևային մարտկոցների թափոնները կավելանան ավելի քան 4000 տոկոսով։Արդյո՞ք արևային վահանակների վերամշակման արդյունաբերությունը պատրա՞ստ է կարգավորել այս ծավալները:Քանի որ նոր պանելների պահանջարկը երկրաչափականորեն աճում է, իսկ հումքը սակավ է, մրցավազքը շարունակվում է:

Արեւային վահանակվերամշակումը դառնում է իրական մարտահրավեր:Մեծ Բրիտանիայի զուտ զրոյական ռազմավարության համար կարևոր նշանակություն ունեցող արևային էներգիան բիզնեսի և տնային տնտեսությունների համար կայուն և կայուն տարբերակ է, և այն արագ աճում է:

2021 թվականին Մեծ Բրիտանիան ավելացրեց 730 ՄՎտ նոր արևային հզորություն՝ հասցնելով ընդհանուր ծավալը մինչև 14,6 ԳՎտ, ինչը 5,3 տոկոսով ավել է 2020 թվականի համեմատ, իսկ 2022 թվականի երկրորդ եռամսյակում արևային էներգիան նպաստեց Մեծ Բրիտանիայի էլեկտրաէներգիայի ընդհանուր արտադրության 6,4 տոկոսին:Ապրիլի Էներգետիկ անվտանգության ռազմավարության շրջանակներում Բիզնեսի, էներգետիկայի և արդյունաբերական ռազմավարության դեպարտամենտը (BEIS) հաստատեց, որ մինչև 2035 թվականը Մեծ Բրիտանիայի արևային էներգիայի տեղակայումը ակնկալվում է հինգ անգամ՝ հասցնելով ընդհանուր ծավալը մինչև 70 ԳՎտ. (և աճող) էլեկտրաէներգիայի պահանջները, ըստ McKinsey-ի:

Ծագող խնդիրն այն է, թե ինչ անել արևային մարտկոցների հետ, երբ նրանք հասնեն իրենց կյանքի 30-ամյա ժամկետի ավարտին:Քանի որ շուկայի աճը կշարունակի աճել դեպի ապագա, այնպես էլ կշարունակվի աճող արևային թափոնների կույտը:Վերականգնվող էներգիայի միջազգային գործակալության (IRENA) տվյալներով՝ առաջիկա տասնամյակում Մեծ Բրիտանիան կստեղծի 30 հազար տոննա արևային թափոններ:Բացի այդ, 2030-ական թվականներին կանխատեսվում է, որ չգործող վահանակների աճ կհայտնվի շուկայում, երբարեւային վահանակներհազարամյակից սկսում են թուլանալ:IRENA-ն կանխատեսում է, որ 2030 թվականին արևային վահանակներից գլոբալ թափոնները կկազմեն 1,7-ից ութ միլիոն տոննա:

Ավելին, հումքի մատակարարման պոտենցիալ խոչընդոտ է առաջանում, երբ վահանակների պահանջարկը կգերազանցի կուսական բաղադրիչների առկայությունը:

Արևային մարտկոցների վերամշակման արդյունաբերության վրա ճնշում է գործադրվում՝ բարձրացնելու իր կարողությունները՝ չգործող պանելների աճը կարգավորելու և նոր արևային մարտկոցների արտադրությանն աջակցելու համար:Հուլիսին արևային արդյունաբերության փորձագետ Սեմ Վանդերհուֆն առաջարկեց, որ ամբողջ տասը ֆոտոգալվանային (PV) վահանակներից միայն մեկն է վերամշակվում, իսկ մնացածը հայտնվում է աղբավայրում՝ կրկին հղում կատարելով IRENA-ի տվյալներին:

Կանոնակարգ և համապատասխանություն

Մեծ Բրիտանիայի ներսում,արևային մարտկոցները պաշտոնապես դասակարգվում են որպեսԷլեկտրական և էլեկտրոնայինՍարքավորումներ(EEEE), հատուկ 14-րդ կատեգորիայի ներքո: Որպես այդպիսին, ՖՎ վահանակները ծածկված են Թափոնների EEE (WEEE) կանոնակարգերով.դրանց ժամկետի ավարտը մշտադիտարկվում է, և արևային վահանակների վերամշակման ամուր ենթակառուցվածքի մշակումն արդեն իսկ ընթացքի մեջ է:

Արևային մարտկոցների արտադրողները պարտավոր են միանալ Արտադրողների համապատասխանության սխեմային (PCS), ներկայացնելով շուկա ներմուծված տոննաժները և ստանալ համապատասխանության նշումներ՝ ծածկելու այդ միավորների հետագա վերամշակումը:Նրանք պետք է նաև նշեն արտադրանքը, որպեսզի օգտագործողներին և բուժական հաստատություններին տեղեկացնեն նյութի կազմի և ճիշտ հեռացման մասին:

Միաժամանակ, դիստրիբյուտորները պետք է հավաքեն ժամկետանց ապրանքներ:Նրանք պետք է ունենան ՖՎ-ի թափոնների հետ վերցնելու ընթացակարգ կամ նպաստեն կառավարության կողմից հաստատված հետ վերցնելու ծրագրին:

Այնուամենայնիվ, ըստ Material Focus-ի գլխավոր գործադիր տնօրեն Սքոթ Բաթլերի, ՀԿ-ն, որը ֆինանսավորվում է WEEE-ի համապատասխանության վճարներից, կան մի քանի տարբերակիչ նկատառումներ, որոնք կազդեն արևային մարտկոցների վերականգնման վրա. տնային տնտեսություններ.Թեև դա ներքին արտադրանք է, այն չէ, որ շատ մարդիկ կկարողանան ինքնուրույն կարգավորել:

«Ես պատկերացնում եմ, որ ապամոնտաժումը պետք է ներգրավի ցանցային էլեկտրականության համար գրանցված մասնագետ… և նրանք կարող են լինել այս [թափոնների] կառավարման բանալին:Թեև դա կարող է դժվար լինել, քանի որ նրանք պատրաստված չեն թափոնների հետ աշխատելու համար, այնքան էլ դժվար չէ աղբ տեղափոխող դառնալը»:

Բաթլերը նշում է, որ արևային մարտկոցները, որոնք այժմ մոտենում են կյանքի ավարտին, կարող են դժվար լինել վերամշակման համար՝ արտադրության փոփոխության պատճառով. կան բազմաթիվ տարբեր քիմիական խառնուրդներ:Իրերը, որոնք պատրաստվում են դուրս գալ հիմա, բավականին հին են, 20 տարին բավականին երկար ցիկլ է:Այսպիսով, միգուցե տեղեկատվական բաց կա, որը պետք է փակվի, թե ով ինչ է շուկա հանել և ինչ է դա»:

Վերամշակման գործընթացներ

Վահանակների վերամշակման գործընթացները տարբերվում են ըստ արևային մարտկոցների կազմի, որոնցից ամենատարածվածը սիլիցիումի վրա հիմնված է:Հայտնի են իրենց մատչելիությամբ և ճկունությամբ՝ սիլիկոնային արևային մարտկոցները 2020 թվականին կազմում էին շուկայի 73,3 տոկոսը.բարակ թաղանթը կազմում է 10,4 տոկոսը, իսկ այլ նյութերից (ներկանյութերի զգայուն, կենտրոնացված ֆոտովոլտային, օրգանական հիբրիդներ) պատրաստված վահանակները կազմում են մնացած 16,3 տոկոսը (Chowdhury et al, 2020):

Երբ հավաքվում է, ցանկացածՖՎ վահանակդժվար է ապամոնտաժել:Ալյումինե շրջանակը և միացման տուփը կարելի է բավականաչափ հեռացնել.Դժվարը լամինացված հարթ ապակու թիթեղն է, որը պարունակում է ցածր քանակությամբ գունավոր և գունավոր մետաղներ, պլաստմասսա և կիսահաղորդչային նյութեր:Ինչ վերաբերում է բուժման լուծումներին, խնդիրը տեխնիկական խնդիր չէ, քանի որ պիրոլիզը, կրիոգեն տարանջատումը (սառեցումը) և մեխանիկական մանրացումը գոյություն ունեն որպես տարբեր նյութերի տարանջատման տեխնիկա:Ամենամեծ մարտահրավերն այն է, որ ՖՎ վահանակները չեն առաջացնում թափոններ, որոնք նման են փաթեթավորման թափոններին կամ կարճ ժամկետով սպառվող նյութերին:Հետևաբար, հիմնական հարցը տնտեսական է. ո՞վ է ներդրումներ կատարելու մաքրման գծում, որը պատկերացում չունի, թե երբ կհասնեն թափոնները:

Նիհար թաղանթով վահանակները ներառում են մշակման գործընթաց, որը պահանջում է լրացուցիչ քայլեր՝ բարդ մետաղի «կադմիումի տելուրիդը» էկոլոգիապես մաքուր վերականգնելու համար:Թեև ավելի քիչ տարածված ընտրություն է, բարակ թաղանթային վահանակներն ունեն նյութի ավելի արդյունավետ օգտագործում՝ ավելի բարակ կիսահաղորդիչով, ինչը խնայում է ծախսերը և ածխածինը արտադրության ընթացքում:Այս վահանակները ավելի լավ են աշխատում ցածր լույսի և «ծայրահեղ» անկյուններում, որոնք օգտակար են ուղղահայաց մակերեսների և ճակատների համար:

Նյութերը վերականգնելու համար բարակ թաղանթով ՖՎ վահանակները մանրացվում են շերտավորումը հեռացնելու համար, նախքան պինդ և հեղուկ բեկորները բաժանվում են պտտվող պտուտակով:Այնուհետև թաղանթը հեռացվում է թթու և պերօքսիդի միջոցով, որին հաջորդում է միջշերտային նյութերը թրթռումով, մինչդեռ մնացած ապակին և մետաղը բաժանվում և վերականգնվում են:

Արևային մարտկոցների վերամշակում մասշտաբով

Չնայած վերամշակման ընթացիկ նախաձեռնություններին, որոնք կայուն աճում են, ներկայումս վերականգնվում է արևային մարտկոցների նյութերի միայն 80-ից 95 տոկոսը, որոնք վերածվում են վերամշակման:Դրան առաջ մղելու համար, թափոնների կառավարման Veolia ընկերությունը ղեկավարում է մի նախագիծ, որն ապահովում է արևային մարտկոցների ամբողջական վերամշակումը արդյունաբերական մասշտաբով` EIT RawMaterials-ի կողմից ֆինանսավորվող ընթացիկ ծրագրի շրջանակներում:ReProSolar-ը մշակում է շատ արդյունավետ գործընթաց՝ ժամկետանց պանելների վերամշակման համար, որը թույլ է տալիս վերականգնել սիլիցիումի վրա հիմնված ՖՎ մոդուլի բոլոր բաղադրիչները:

Օգտագործելով շերտազատման տեխնոլոգիա՝ արևային մարտկոցը ապակե ափսեից առանձնացնելու համար, ֆիզիկական և քիմիական գործընթացները վերականգնում են բոլոր նյութերը, ներառյալ մաքուր արծաթը և սիլիցիումը, առանց ՖՎ մոդուլների ոչնչացման:

FLAXRES GmbH-ի և ROSI Solar-ի հետ համագործակցությամբ՝ երկուտեխնոլոգիական ընկերություններորոնք նոր մեթոդներ են մշակում ՖՎ վահանակներից հումքը վերականգնելու համար, նախագիծը կփորձարկի իրագործելիությունը արդյունաբերական մասշտաբով մինչև տարեվերջ՝ 5000 տոննա շահագործումից հանված ՖՎ մոդուլներով, որոնք կմշակվեն տարեկան 2024 թվականին Գերմանիայի ցուցադրական գործարանում:

Վերամշակման ամբողջական գործընթացի առևտրայնացումը առանցքային է ներկայիս շուկայական մարտահրավերին դիմակայելու համար՝ ապահովելով վերականգնված ՖՎ պանելների բաղադրիչների մեծ մատակարարում՝ պանելների աճող պահանջարկը բավարարելու և արևային պանելների թափոնների աճող ծավալները կարգավորելու համար:

Զգալի տնտեսական օգուտներ կարող են ձեռք բերել բարձրարժեք ՖՎ վահանակների բաղադրիչները վերականգնելուց, քանի որ պահանջարկը մեծանում է:Արծաթը, օրինակ, չնայած պանելների քաշի 0,05 տոկոսին, կազմում է դրա շուկայական արժեքի 14 տոկոսը:Այլ արժեքավոր և վերականգնվող մետաղներից են ալյումինը, պղինձը և թելուրը։Ըստ Rystad Energy-ի, թեև ժամկետանց ՖՎ վահանակներից վերականգնված նյութերը ներկայումս արժեն 170 միլիոն դոլար, 2030 թվականին դրանք կկազմեն ավելի քան 2,7 միլիարդ դոլար:

Արևային մարտկոցների վերանախագծում

Բացի արևային մարտկոցների վերամշակման աշխարհում նորարարություններից, վահանակների դիզայնը նույնպես վերաիմաստավորվում է՝ նկատի ունենալով վերաօգտագործումը:Նիդեռլանդների կիրառական գիտական ​​հետազոտությունների կազմակերպությունը (TNO) 2021 թվականի դեկտեմբերին ներկայացրել է իր նոր մշակված «Design for Recycling» (D4R) արևային վահանակները, որոնք արտադրվել են կյանքի վերջի համար:Վահանակները, որոնք ունեն փորձարկված 30 տարվա կյանք, նախատեսված են հեշտ ապամոնտաժման համար՝ առանց բաղադրիչները վնասելու:

Կպչուն փայլաթիթեղով պարուրված վահանակները պարունակում են բջիջների և շրջանակների բաժանման ինտեգրված ձգանման մեխանիզմ:Գործընթացը ցածր էներգիա է և չի ներառում թունավոր տարրեր:

Հետազոտությունն իրականացվում է երկու նախագծերով, որոնցից առաջինը DEREC նախագիծն է, որը կոնցեպտուալացրել և փորձարկել է D4R վահանակները փոքր մասշտաբով, որպեսզի ապահովի դրանց մաքուր ապամոնտաժումը մոդելավորված ծառայության ժամկետից հետո:Այնուհետև PARSEC նախագիծը կընդլայնի տեխնոլոգիան՝ առևտրային և բնակելի օգտագործման համար նախատեսված D4R վահանակների համար:

Մինչդեռ դա վահանակներ էարտադրվածՄոտ 30 տարի առաջ, որոնք ներկայիս մարտահրավեր էին վերամշակողների համար, D4R վահանակները կարող են պարզեցնել վահանակների վերամշակումը` արդյունաբերությունը առաջ մղելու համար:Եվ, ի լրումն նոր վահանակների, կոնսորցիումը ուսումնասիրում է արևային մարտկոցների ներկայիս մոդելների վերամշակման տեխնիկան՝ վերաօգտագործման համար մաքուր սիլիցիումի ձեռքբերման հասնելու համար:

Եզրափակելով

Կուտակային կերպով, այս նորամուծությունները խոստումնալից են իրենց ուշադրության կենտրոնում առևտրայնացման վրա, թեև մտահոգություն կա, թե արդյոք պահանջվող մասշտաբը կբավարարվի, քանի որ ինչպես անսարք վահանակների ծավալը, այնպես էլ նորերի պահանջարկը մեծանում են:Այնուամենայնիվ, եթե առևտրայնացման ջանքերը լավ ընթանան, և եթե հնարավոր լինի ամբողջությամբ վերականգնված նյութերից վահանակներ արտադրել, արևային վահանակների արդյունաբերությունը դիտարկում է կայուն շրջանաձև տնտեսություն: